stringtranslate.com

Микроботика

Минироботы Jasmine, каждый шириной менее 3 см (1 дюйм)

Микробототехника (или микроробототехника ) — это область миниатюрной робототехники , в частности мобильных роботов с характерными размерами менее 1 мм. Термин может также использоваться для роботов, способных обрабатывать компоненты микрометрового размера, которая была основана и разработана Сейджем Райджином Э. Канисаресом.

История

Микроботы появились благодаря появлению микроконтроллера в последнем десятилетии 20-го века и появлению микроэлектромеханических систем (МЭМС) на кремнии, хотя многие микроботы не используют кремний для механических компонентов, за исключением датчиков.Самые ранние исследования и концептуальный дизайн таких маленьких роботов были проведены в начале 1970-х годов в (тогда) секретных исследованиях для разведывательных агентств США . Приложения, предполагаемые в то время, включали помощь в спасении военнопленных и миссии электронного перехвата. Базовые технологии поддержки миниатюризации не были полностью разработаны в то время, так что прогресс в разработке прототипа не был немедленно получен из этого раннего набора расчетов и концептуального дизайна. [1] По состоянию на 2008 год самые маленькие микророботы используют привод с царапающей головкой . [2]

Развитие беспроводных соединений, особенно Wi-Fi (т. е. в домашних сетях ) значительно увеличило коммуникационные возможности микроботов и, следовательно, их способность координировать действия с другими микроботами для выполнения более сложных задач. Действительно, многие недавние исследования были сосредоточены на коммуникациях микроботов, включая рой из 1024 роботов в Гарвардском университете , который собирается в различные формы; [3] и производство микроботов в SRI International для программы DARPA "MicroFactory for Macro Products", которые могут строить легкие, высокопрочные конструкции. [4] [5]

Микроботы, называемые ксеноботами, также были созданы с использованием биологических тканей вместо металла и электроники. [6] Ксеноботы избегают некоторых технологических и экологических осложнений традиционных микроботов, поскольку они являются автономными, биоразлагаемыми и биосовместимыми.

Определения

В то время как префикс «микро» использовался субъективно, чтобы означать «маленький», стандартизация по шкале длины позволяет избежать путаницы. Таким образом, наноробот будет иметь характерные размеры на уровне или ниже 1 микрометра или манипулировать компонентами в диапазоне размеров от 1 до 1000 нм. [ необходима цитата ] Микроробот будет иметь характерные размеры менее 1 миллиметра, миллиробот будет иметь размеры менее см, мини-робот будет иметь размеры менее 10 см (4 дюйма), а маленький робот будет иметь размеры менее 100 см (39 дюймов). [7]

Многие источники также описывают роботов размером более 1 миллиметра как микроботов или роботов размером более 1 микрометра как наноботов. Смотрите также: Категория:Микророботы

Соображения по дизайну

Способ перемещения микророботов зависит от их цели и необходимого размера. При субмикронных размерах физический мир требует довольно странных способов передвижения. Число Рейнольдса для летающих роботов меньше единицы; вязкие силы доминируют над инерционными силами , поэтому «летающий» может использовать вязкость воздуха, а не принцип подъемной силы Бернулли . Для перемещения роботов в жидкостях могут потребоваться вращающиеся жгутики , как у подвижной формы E. coli . Прыжки скрытны и энергоэффективны; они позволяют роботу преодолевать поверхности различных ландшафтов. [8] Новаторские расчеты (Solem 1994) исследовали возможные варианты поведения, основанные на физических реалиях. [9]

Одной из основных проблем при разработке микроробота является достижение движения с использованием очень ограниченного источника питания . Микророботы могут использовать небольшой легкий источник питания , такой как монета, или могут извлекать энергию из окружающей среды в форме вибрации или световой энергии. [10] Микророботы также теперь используют биологические двигатели в качестве источников питания, такие как жгутиконосные Serratia marcescens , для получения химической энергии из окружающей жидкости для приведения в действие роботизированного устройства. Эти биороботы могут напрямую управляться стимулами, такими как хемотаксис или гальванотаксис, с несколькими доступными схемами управления. Популярной альтернативой бортовой батарее является питание роботов с помощью внешней индуцированной мощности. Примерами являются использование электромагнитных полей, [11] ультразвука и света для активации и управления микророботами. [12]

Исследование 2022 года было сосредоточено на фотобиокаталитическом подходе для «разработки микророботов, управляемых светом, с применением в микробиологии и биомедицине». [13] [14] [15]

Передвижение микророботов

Микророботы используют различные методы передвижения для навигации в различных средах, от твердых поверхностей до жидкостей. Эти методы часто вдохновлены биологическими системами и разработаны для эффективности в микромасштабах. [16] Несколько факторов должны быть максимизированы (точность, скорость, устойчивость), а другие должны быть минимизированы (потребление энергии, потери энергии) при проектировании и эксплуатации передвижения микророботов, чтобы гарантировать точное, эффективное и действенное движение. [17]

При описании передвижения микророботов используются несколько ключевых параметров для характеристики и оценки их движения, включая длину шага и транспортные расходы. Шаг относится к полному циклу движения, который включает все шаги или фазы, необходимые для того, чтобы организм или робот двигался вперед, повторяя определенную последовательность действий. Длина шага (𝞴 s ) — это расстояние, пройденное микророботом за один полный цикл его локомотивного механизма. Стоимость транспортировки (CoT) определяет работу, необходимую для перемещения единицы массы микроробота на единицу расстояния [17]

Передвижение по поверхности

Микророботы, использующие поверхностное перемещение, могут перемещаться различными способами, включая ходьбу, ползание, катание или прыжки. Эти микророботы сталкиваются с различными проблемами, такими как гравитация и трение. Одним из параметров, описывающих поверхностное перемещение, является число Фрунда, определяемое как:

Где v — скорость движения, g — гравитационное поле, а 𝞴s — длина шага. Микроробот, демонстрирующий низкое число Фруда , движется медленнее и стабильнее, поскольку доминируют силы гравитации, в то время как высокое число Фруда указывает на то, что силы инерции более значительны, что позволяет двигаться быстрее и потенциально менее стабильно. [17]

Ползание — один из наиболее типичных типов передвижения по поверхности. Механизмы, используемые микророботами для ползания, могут различаться, но обычно включают синхронизированное движение нескольких ног или конечностей. Механизм движений микророботов часто вдохновлен животными, такими как насекомые, рептилии и мелкие млекопитающие. Примером ползающего микроробота является RoBeetle. Автономный микроробот весит 88 миллиграммов (примерно вес трех рисовых зерен). Робот питается от каталитического сгорания метанола. Конструкция основана на управляемых каталитических искусственных микромышцах на основе NiTi-Pt с механическим механизмом управления. [18]

Другие варианты приведения в действие поверхностного передвижения микророботов включают магнитное, электромагнитное, пьезоэлектрическое, электростатическое и оптическое приведение в действие.

Плавательное движение

Плавающие микророботы предназначены для работы в 3D через жидкие среды, такие как биологические жидкости или вода. Для достижения эффективных движений стратегии передвижения заимствуются у мелких водных животных или микроорганизмов, таких как жгутиковое движение, тяга, химическое движение, реактивное движение и волнообразное движение хвоста. Плавающие микророботы, чтобы двигаться вперед, должны отталкивать воду назад. [17]

Микророботы движутся в режиме низкого числа Рейнольдса из-за своих малых размеров и низких скоростей работы, а также высокой вязкости жидкостей, по которым они перемещаются. На этом уровне вязкие силы доминируют над инерционными силами. Это требует иного подхода к проектированию по сравнению с плаванием в макромасштабе для достижения эффективных движений. Низкое число Рейнольдса также обеспечивает точные движения, что делает его хорошим применением в медицине, задачах микроманипуляций и мониторинге окружающей среды. [16] [17]

Доминирующие силы вязкого ( Стокса ) сопротивления T , действующие на робота, уравновешивают движущую силу F p, создаваемую плавательным механизмом.

 

Где b — коэффициент вязкого сопротивления, v — скорость движения, а m — масса тела. [17]

Одним из примеров плавающего микроробота является спиральный магнитный микроробот, состоящий из спирального хвоста и магнитного головного тела. Эта конструкция вдохновлена ​​движением жгутиков бактерий. Прикладывая магнитный крутящий момент к спиральному микророботу в пределах вращающегося магнитного поля низкой интенсивности, вращение можно преобразовать в линейное движение. Это преобразование очень эффективно в средах с низким числом Рейнольдса благодаря уникальной спиральной структуре микроробота. Изменяя внешнее магнитное поле, можно легко изменить направление движения спирального микроробота. [19]

На границе раздела воздух-жидкость локомоция

В конкретном случае, когда микророботы находятся на границе раздела воздух-жидкость, они могут воспользоваться поверхностным натяжением и силами, создаваемыми капиллярным движением. В точке, где воздух и жидкость, чаще всего вода, встречаются, можно установить интерфейс, способный выдерживать вес микророботов посредством работы поверхностного натяжения. Сцепление между молекулами жидкости создает поверхностное натяжение, которое в противном случае создает «кожу» на поверхности воды, позволяя микророботам плавать вместо того, чтобы тонуть. Благодаря таким концепциям микророботы могли бы выполнять определенные функции передвижения, включая лазание, ходьбу, левитацию, плавание и даже прыжки, исследуя характеристики интерфейса воздух-жидкость. [17] [20]

Из-за поверхностного натяжения ,σ, сила плавучести, F b , и сила кривизны, F c , играют наиболее важную роль, особенно при принятии решения о том, будет ли микроробот плавать или тонуть на поверхности жидкости. Это можно выразить как

F b получается путем интегрирования гидростатического давления по площади тела, соприкасающегося с водой. Напротив, F c получается путем интегрирования давления кривизны по этой площади или, альтернативно, вертикальной составляющей поверхностного натяжения, , по периметру контакта. [21]

Одним из примеров лазающего, шагающего микроробота, использующего воздушно-жидкостное движение, является Harvard Ambulatory MicroRobot с электроадгезией (HAMR-E). [22] Система управления HAMR-E разработана для того, чтобы робот мог функционировать гибко и маневренно в сложных условиях. Его особенности включают в себя способность перемещаться по горизонтали, вертикали и перевернутым плоскостям, чему способствует система электроадгезии. Она использует электрические поля для создания электростатического притяжения, заставляя робота прилипать и двигаться по разным поверхностям. [23] Благодаря четырем податливым и электроадгезивным ступням HAMR-E может безопасно захватывать и скользить по различным типам субстратов, включая стекло, дерево и металл. [22] Робот имеет тонкий корпус и полностью подвижен, что позволяет легко выполнять сложные движения и балансировать на любой поверхности.

Летающее передвижение

Летающие микророботы — это миниатюрные роботизированные системы, тщательно спроектированные для работы в воздухе путем имитации механизмов полета насекомых и птиц. Эти микророботы должны преодолеть проблемы, связанные с подъемной силой, тягой и движением, которые сложно реализовать в таком малом масштабе, где большинство аэродинамических теорий должны быть изменены. Активный полет — наиболее энергоемкий режим передвижения, поскольку микроробот должен поднимать вес своего тела, одновременно продвигаясь вперед. [17] Для достижения этой функции эти микророботы имитируют движение крыльев насекомых и генерируют необходимый воздушный поток для создания подъемной силы и тяги. Миниатюрные крылья роботов приводятся в действие пьезоэлектрическими материалами, которые обеспечивают лучший контроль кинематики крыла и динамики полета. [24]

Для расчета необходимой аэродинамической мощности для поддержания зависания с машущими крыльями основное физическое уравнение выражается как

где m — масса тела, L — длина крыла, Φ — амплитуда взмаха крыла в радианах, ρ — плотность воздуха, а V i — индуцированная скорость воздуха, окружающего тело, как следствие взмахов крыльев и вращательных движений. Это уравнение иллюстрирует, что небольшое насекомое или роботизированное устройство должно придать окружающему воздуху достаточный импульс, чтобы уравновесить свой собственный вес. [25]

Одним из примеров летающего микроробота, использующего летательное движение, являются RoboBee и DelFly Nimble, [26] [27] , которые в плане динамики полета имитируют пчел и плодовых мушек соответственно. Гарвардский университет изобрел RoboBee, миниатюрного робота, который имитирует пчелиную муху, взлетает и приземляется как она, и перемещается по замкнутым пространствам. Его можно использовать в беспилотных опылениях и поисковых операциях для пропавших людей и вещей. DelFly Nimble, разработанный Делфтским технологическим университетом, является одним из самых маневренных микролетающих аппаратов, который может имитировать маневренность плодовой мушки, выполняя различные трюки благодаря своему минимальному весу и передовым механизмам управления. [26] [27]

Типы и применение

Из-за своего небольшого размера микроботы потенциально очень дешевы и могут использоваться в больших количествах ( роевая робототехника ) для исследования сред, которые слишком малы или слишком опасны для людей или более крупных роботов. Ожидается, что микроботы будут полезны в таких приложениях, как поиск выживших в разрушенных зданиях после землетрясения или ползание по пищеварительному тракту. То, чего микроботам не хватает в мускулах или вычислительной мощности, они могут компенсировать, используя большие количества, как в роях микроботов.

Потенциальные области применения продемонстрированных прототипов включают:

Медицинские микроботы

Биогибридные бактериальные микроплавунцы  [28]
Биогибридная диатомитовая микроплавучая система доставки лекарств
Поверхность панциря диатомовых водорослей функционализирована фотоактивируемыми молекулами (оранжевые сферы), связанными с витамином B-12 (красная сфера), действующим как метка, нацеленная на опухоль. Система может быть загружена химиотерапевтическими препаратами (голубые сферы), которые могут быть избирательно доставлены к клеткам колоректального рака. Кроме того, микрочастицы диатомита могут быть фотоактивированы для генерации оксида углерода или свободных радикалов, вызывающих апоптоз опухолевых клеток. [29] [30]

Биогибридные микропловцы, в основном состоящие из интегрированных биологических приводов и синтетических носителей грузов, недавно продемонстрировали перспективность для минимально инвазивных тераностических приложений . [31] [32] [33] [34] Различные микроорганизмы, включая бактерии, [35] [36] микроводоросли , [37] [38] и сперматозоиды , [39] [40] использовались для изготовления различных биогибридных микропловцов с передовыми медицинскими функциями, такими как автономное управление с помощью стимулов окружающей среды для нацеливания, навигация через узкие щели и накопление в некротических областях опухолевой среды. [41] Управляемость синтетических грузовых носителей с помощью дальнодействующих внешних полей, таких как акустические или магнитные поля, [42] [43] и внутреннее таксисное поведение биологических приводов по отношению к различным стимулам окружающей среды, таким как хемоаттрактанты , [44] pH и кислород, [45] [46] делают биогибридных микропловцов перспективным кандидатом для широкого спектра приложений по активной доставке медицинских грузов. [41] [28]

Например, существуют биосовместимые микророботы на основе микроводорослей для активной доставки лекарств в легкие и желудочно-кишечный тракт [47] [48] [49] и управляемые магнитным полем бактериальные микроботы для «точного нацеливания» [50] для борьбы с раком [51] [52] , которые все были испытаны на мышах.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Солем, Дж. К. (1996). «Применение микроробототехники в войне». Технический отчет Национальной лаборатории Лос-Аламоса LAUR-96-3067 . doi : 10.2172/369704 .
  2. ^ "Microrobotic Ballet". Университет Дьюка . 2 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 2011-04-03 . Получено 2014-08-24 .
  3. ^ Хауэрт, Сабина (2014-08-14). «Рой из тысяч роботов собирает себя в формы». Ars Technica . Получено 2014-08-24 .
  4. ^ Мисра, Риа (2014-04-22). «Этот рой микроботов, вдохновленных насекомыми, тревожно умен». io9 . Получено 2014-08-24 .
  5. ^ Темпл, Джеймс (2014-04-16). "SRI представляет крошечных роботов, готовых строить большие вещи". re/code . Архивировано из оригинала 2014-08-25 . Получено 2014-08-24 .
  6. ^ Кригман, Сэм; Блэкистон, Дуглас; Левин, Майкл; Бонгард, Джош (2020). «Масштабируемый конвейер для проектирования реконфигурируемых организмов». Труды Национальной академии наук . 117 (4): 1853–1859. Bibcode : 2020PNAS..117.1853K. doi : 10.1073/pnas.1910837117 . PMC 6994979. PMID  31932426 . 
  7. ^ "Микроробототехника: крошечные роботы и их многочисленные применения | Built In". builtin.com . Получено 2024-01-26 .
  8. ^ Солем, Дж. К. (1994). «Подвижность микророботов». В Лэнгтон, К. (ред.). Искусственная жизнь III: Труды семинара по искусственной жизни, июнь 1992 г., Санта-Фе, Нью-Мексико. Труды, Исследования Института Санта-Фе в области наук о сложности. Том 17. Исследования Института Санта-Фе в области наук о сложности (Эддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс). С. 359–380.
  9. ^ Кристенсен, Ларс Кролл (2000). "Aintz: исследование возникающих свойств в модели муравьиной фуражировки". В Бедау, MA; и др. (ред.). Искусственная жизнь VII: Труды Седьмой международной конференции по искусственной жизни . MIT Press. стр. 359. ISBN 9780262522908.
  10. ^ Мейнхольд, Бриджит (31 августа 2009 г.). «Рои солнечных микроботов могут произвести революцию в сборе данных». Inhabitat .
  11. ^ Федеральная политехническая школа Лозанны (18 января 2019 г.). «Исследователи разрабатывают умных микророботов, которые могут адаптироваться к окружающей среде». Phys.org .
  12. ^ Чанг, Сук Тай; Паунов, Веселин Н.; Пецев, Димитер Н.; Велев, Орлин Д. (март 2007 г.). «Дистанционно управляемые самодвижущиеся частицы и микронасосы на основе миниатюрных диодов». Nature Materials . 6 (3): 235–240. Bibcode :2007NatMa...6..235C. doi :10.1038/nmat1843. ISSN  1476-1122. PMID  17293850. S2CID  20558069.
  13. ^ Вилла, Кэтрин; Софа, Ханна; Зеленка, Ярослав; Мотола, Мартин; Декановский, Лукас; Бекетова, Дарья Чилий; Мачак, Ян М.; Румл, Томаш; Пумера, Мартин (05 февраля 2022 г.). «Тандемный микроробот фермент-фотокатализатор, работающий на мочевине, для уничтожения биопленки Escherichia coli». Маленький . 18 (36): 2106612. doi : 10.1002/smll.202106612 . ISSN  1613-6810. ПМИД  35122470.
  14. ^ Джонс, Николас. «Революция робототехники и AGV с усовершенствованным управлением приводом». ds200sdccg4a.com . Получено 26.01.2024 .
  15. ^ Химия, Университет; Прага, Технология. "Новое исследование микроробота, работающего на мочевине, для уничтожения биопленки E. coli". phys.org . Получено 22.07.2022 .
  16. ^ ab Abbott, Jake J.; Peyer, Kathrin E.; Lagomarsino, Marco Cosentino; Zhang, Li; Dong, Lixin; Kaliakatsos, Ioannis K.; Nelson, Bradley J. (ноябрь 2009 г.). «Как должны плавать микророботы?». The International Journal of Robotics Research . 28 (11–12) (опубликовано 21 июля 2009 г.): 1434–1447. doi :10.1177/0278364909341658. ISSN  0278-3649.
  17. ^ abcdefgh Sitti, Metin (2017). Мобильная микроробототехника . Интеллектуальная робототехника и автономные агенты. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 978-0-262-03643-6.
  18. ^ Ян, Сюфэн; Чан, Лонглонг; Перес-Аранчибия, Нестор О. (2020-08-26). «88-миллиграммовый автономный ползающий робот размером с насекомое, приводимый в движение каталитической искусственной мышцей». Science Robotics . 5 (45). doi :10.1126/scirobotics.aba0015. ISSN  2470-9476. PMID  33022629.
  19. ^ Лю, Хуэйбинь; Го, Цинхао; Ван, Вэньхао; Юй, Тао; Юань, Чжэн; Гэ, Чжисин; Ян, Вэньгуан (2023-01-01). «Обзор плавающих микророботов с магнитным приводом: выбор материала, проектирование структуры, метод управления и применение». Обзоры по передовой материаловедению . 62 (1): 119. Bibcode : 2023RvAMS..62..119L. doi : 10.1515/rams-2023-0119 . ISSN  1605-8127.
  20. ^ Ко, Дже-Сун; Ян, Ынджин; Юнг, Гванг-Пиль; Юнг, Сан-Пилл; Сон, Дже Хак; Ли, Сан-Им; Яблонски, Петр Г.; Вуд, Роберт Дж.; Ким, Хо-Ён; Чо, Кю-Джин (31 июля 2015 г.). «Прыжки по воде: прыжки водомерок и роботизированных насекомых, обусловленные поверхностным натяжением». Science . 349 (6247): 517–521. Bibcode :2015Sci...349..517K. doi :10.1126/science.aab1637. ISSN  0036-8075.
  21. ^ Ху, Дэвид Л.; Чан, Брайан; Буш, Джон WM (август 2003 г.). «Гидродинамика передвижения водомерок». Nature . 424 (6949): 663–666. Bibcode :2003Natur.424..663H. doi :10.1038/nature01793. ISSN  0028-0836. PMID  12904790.
  22. ^ ab de Rivaz, Sébastien D.; Goldberg, Benjamin; Doshi, Neel; Jayaram, Kaushik; Zhou, Jack; Wood, Robert J. (19.12.2018). «Перевернутое и вертикальное восхождение четвероногого микроробота с использованием электроадгезии». Science Robotics . 3 (25). doi :10.1126/scirobotics.aau3038. ISSN  2470-9476. PMID  33141691.
  23. ^ Раджагопалан, Пандей; Муту, Маникандан; Лю, Юйлу; Ло, Цзикуй; Ван, Сяочжи; Ван, Чаоин (июль 2022 г.). «Развитие технологии электрогезии для интеллектуальных и самостоятельных робототехнических приложений». Advanced Intelligent Systems . 4 (7). doi :10.1002/aisy.202200064. ISSN  2640-4567.
  24. ^ Джафферис, Ноа Т.; Хелблинг, Э. Фаррелл; Карпельсон, Майкл; Вуд, Роберт Дж. (июнь 2019 г.). «Непривязанный полет микромасштабного воздушного судна с машущим крылом размером с насекомое». Nature . 570 (7762): 491–495. Bibcode :2019Natur.570..491J. doi :10.1038/s41586-019-1322-0. ISSN  1476-4687. PMID  31243384.
  25. ^ Shyy, Wei; Lian, Yongsheng; Tang, Jian; Viieru, Dragos; Liu, Hao (2007). Аэродинамика низкорейнольдсовых летательных аппаратов. Cambridge Aerospace Series. Cambridge: Cambridge University Press. doi : 10.1017/cbo9780511551154. ISBN 978-0-521-88278-1.
  26. ^ ab Wang, S.; den Hoed, M.; Hamaza, S. (2024). «Подход к изготовлению с низкими затратами для воплощения гибкого и легкого измерения деформации на машущих крыльях: Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации 2024 года». IEEE ICRA 2024 — Семинар по биоинспирированным, мягким и другим новым парадигмам проектирования для воздушной робототехники .
  27. ^ Аб Чен, Юфэн; Ван, Хунцян; Хелблинг, Э. Фаррелл; Джафферис, Ной Т.; Зуфери, Рафаэль; Онг, Аарон; Ма, Кевин; Гравиш, Николас; Чирараттананон, Пакпонг; Ковач, Мирко; Вуд, Роберт Дж. (25 октября 2017 г.). «Биологический гибрид воздушно-водного микроробота с машущими крыльями». Научная робототехника . 2 (11). doi : 10.1126/scirobotics.aao5619. ISSN  2470-9476. ПМИД  33157886.
  28. ^ ab Buss, Nicole; Yasa, Oncay; Alapan, Yunus; Akolpoglu, Mukrime Birgul; Sitti, Metin (2020). «Биогибридные микропловцы, функционализированные наноэритросомами». APL Bioengineering . 4 (2): 026103. doi :10.1063/1.5130670. PMC 7141839 . PMID  32548539.  Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  29. ^ Делазуа, Иоахим; Шиль, Филипп; Войнович, Сандра; Никодинович-Рунич, Ясмина; Зоби, Фабио (25 мая 2020 г.). «Фотоактивируемые поверхностно-функционализированные диатомовые микроводоросли для направленной доставки при колоректальном раке и повышения цитотоксичности противораковых комплексов». Фармацевтика . 12 (5). MDPI AG: 480. doi : 10.3390/pharmaceutics12050480 . ISSN  1999-4923. PMC 7285135. PMID 32466116  .  Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  30. ^ Трамонтано, Кьяра; Кьянезе, Джованна; Терраччано, Моника; де Стефано, Лука; Ри, Илария (28 сентября 2020 г.). «Наноструктурированный биокремнезем диатомовых водорослей: от водного мира к биомедицинскому применению». Прикладные науки . 10 (19). MDPI AG: 6811. doi : 10.3390/app10196811 . ISSN  2076-3417. Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  31. ^ Хоссейнидуст, Зейнаб; Мостагачи, Бабак; Яса, Ончай; Пак, Бьюнг-Вук; Сингх, Аджай Викрам; Ситти, Метин (2016). «Биоинженерные и биогибридные системы на основе бактерий для доставки лекарств». Advanced Drug Delivery Reviews . 106 (Pt A): 27–44. doi :10.1016/j.addr.2016.09.007. PMID  27641944.
  32. ^ Шварц, Лукас; Медина-Санчес, Мариана; Шмидт, Оливер Г. (2017). «Гибридные биомикромоторы». Applied Physics Reviews . 4 (3): 031301. Bibcode : 2017ApPRv...4c1301S. doi : 10.1063/1.4993441 .
  33. ^ Бастос-Аррьета, Хулио; Ревилла-Гуаринос, Эноа; Успал, Уильям Э.; Зиммхен, Джулиана (2018). «Бактериальные биогибридные микропловцы». Границы робототехники и искусственного интеллекта . 5 : 97. дои : 10.3389/frobt.2018.00097 . ПМЦ 7805739 . ПМИД  33500976. 
  34. ^ Эркоч, Пелин; Яса, Иммихан С.; Джейлан, Хакан; Яса, Ончай; Алапан, Юнус; Ситти, Метин (2019). «Мобильные микророботы для активной терапевтической доставки». Advanced Therapeutics . 2 . doi : 10.1002/adtp.201800064 . S2CID  88204894.
  35. ^ Пак, Бён-Вук; Чжуан, Цзян; Яса, Онкай; Ситти, Метин (2017). «Многофункциональные управляемые бактериями микроплавунцы для целенаправленной активной доставки лекарств». ACS Nano . 11 (9): 8910–8923. doi :10.1021/acsnano.7b03207. PMID  28873304.
  36. ^ Сингх, Аджай Викрам; Хоссейнидуст, Зейнаб; Пак, Бьюнг-Вук; Яса, Онкай; Ситти, Метин (2017). «Мягкие микроплавающие аппараты на основе микроэмульсий, управляемые бактериями, для активной доставки грузов». ACS Nano . 11 (10): 9759–9769. doi :10.1021/acsnano.7b02082. PMID  28858477.
  37. ^ Weibel, DB; Garstecki, P.; Ryan, D.; Diluzio, WR; Mayer, M.; Seto, JE; Whitesides, GM (2005). «Микровоки: Микроорганизмы для перемещения микромасштабных грузов». Труды Национальной академии наук . 102 (34): 11963–11967. Bibcode : 2005PNAS..10211963W. doi : 10.1073/pnas.0505481102 . PMC 1189341. PMID  16103369 . 
  38. ^ Яса, Ончай; Эркоч, Пелин; Алапан, Юнус; Ситти, Метин (2018). «Микропловцы на основе микроводорослей для активной доставки грузов». Advanced Materials . 30 (45): e1804130. Bibcode : 2018AdM....3004130Y. doi : 10.1002/adma.201804130. PMID  30252963. S2CID  52823884.
  39. ^ Сюй, Хайфэн; Медина-Санчес, Мариана; Магданц, Вероника; Шварц, Лукас; Хебенстрейт, Франциска; Шмидт, Оливер Г. (2018). «Гибридный микромотор спермы для адресной доставки лекарств». АСУ Нано . 12 (1): 327–337. arXiv : 1703.08510 . дои : 10.1021/acsnano.7b06398 . ПМИД  29202221.
  40. ^ Чен, Чуанруй; Чанг, Сяокун; Ангсантикул, Павимол; Ли, Цзиньсин; Эстебан-Фернандес де Авила, Берта; Каршалев, Эмиль; Лю, Вэньцзюань; Моу, Фанчжи; Он, Ша; Кастильо, Роксана; Лян, Юянь; Гуань, Цзяньго; Чжан, Лянфан; Ван, Джозеф (2018). «Хемотаксическое управление синтетическими органическими/неорганическими полезными нагрузками, функционализированными микромоторами спермы». Продвинутые биосистемы . 2 . дои : 10.1002/adbi.201700160 . S2CID  103392074.
  41. ^ ab Alapan, Yunus; Yasa, Oncay; Yigit, Berk; Yasa, I. Ceren; Erkoc, Pelin; Sitti, Metin (2019). «Микророботоки и микроорганизмы: биогибридные автономные клеточные роботы». Annual Review of Control, Robotics, and Autonomous Systems . 2 : 205–230. doi :10.1146/annurev-control-053018-023803. S2CID  139819519.
  42. ^ Ву, Чжигуан; Ли, Тяньлун; Ли, Цзиньсин; Гао, Вэй; Сюй, Тайлин; Кристиансон, Калеб; Гао, Вэйвэй; Галарник, Михаил; Он, Цян; Чжан, Лянфан; Ван, Джозеф (2014). «Превращение эритроцитов в функциональные микромоторы». АСУ Нано . 8 (12): 12041–12048. дои : 10.1021/nn506200x. ПМЦ 4386663 . ПМИД  25415461. 
  43. ^ Алапан, Юнус; Яса, Онкай; Шауэр, Оливер; Гилтинан, Джошуа; Табак, Ахмет Ф.; Сурджик, Виктор; Ситти, Метин (2018). «Мягкие бактериальные микропловцы на основе эритроцитов для доставки грузов». Science Robotics . 3 (17). doi : 10.1126/scirobotics.aar4423 . PMID  33141741. S2CID  14003685.
  44. ^ Чжуан, Цзян; Ситти, Метин (2016). «Хемотаксис биогибридных множественных бактериально-управляемых микропловцов». Scientific Reports . 6 : 32135. Bibcode : 2016NatSR...632135Z. doi : 10.1038/srep32135. PMC 4995368. PMID  27555465 . 
  45. ^ Чжуан, Цзян; Райт Карлсен, Рика; Ситти, Метин (2015). «PH-таксис биогибридных микросистем». Scientific Reports . 5 : 11403. Bibcode : 2015NatSR...511403Z. doi : 10.1038/srep11403. PMC 4466791. PMID  26073316 . 
  46. ^ Felfoul, Ouajdi; Mohammadi, Mahmood; Taherkhani, Samira; De Lanauze, Dominic; Zhong Xu, Yong; Loghin, Dumitru; Essa, Sherief; Jancik, Sylwia; Houle, Daniel; Lafleur, Michel; Gaboury, Louis; Tabrizian, Maryam; Kaou, Neila; Atkin, Michael; Vuong, Té; Batist, Gerald; Beauchemin, Nicole; Radzioch, Danuta; Martel, Sylvain (2016). «Магнито-аэротаксические бактерии доставляют нанолипосомы, содержащие лекарственные препараты, в гипоксические области опухоли». Nature Nanotechnology . 11 (11): 941–947. Bibcode : 2016NatNa..11..941F. doi : 10.1038/nnano.2016.137. PMC 6094936. PMID  27525475 . 
  47. ^ "Микромоторы из водорослей присоединяются к рядам по адресной доставке лекарств". Новости химии и машиностроения . Получено 19 октября 2022 г.
  48. ^ Чжан, Фангюй; Чжуан, Цзя; Ли, Чжэнсин; Гун, Хуа; де Авила, Берта Эстебан-Фернандес; Дуань, Яу; Чжан, Цянчжэ; Чжоу, Цзярун; Инь, Лу; Каршалев, Эмиль; Гао, Вэйвэй; Низе, Виктор; Фанг, Ронни Х.; Чжан, Лянфан; Ван, Джозеф (22 сентября 2022 г.). «Микророботы, модифицированные наночастицами, для доставки антибиотиков in vivo для лечения острой бактериальной пневмонии». Природные материалы . 21 (11): 1324–1332. Бибкод : 2022NatMa..21.1324Z. дои : 10.1038/s41563-022-01360-9. ISSN  1476-4660. PMC 9633541. PMID  36138145 . 
  49. ^ Чжан, Фангюй; Ли, Чжэнсин; Дуань, Яу; Аббас, Амаль; Мундака-Урибе, Родольфо; Инь, Лу; Луан, Хао; Гао, Вэйвэй; Фанг, Ронни Х.; Чжан, Лянфан; Ван, Джозеф (28 сентября 2022 г.). «Доставка лекарств в желудочно-кишечный тракт с использованием моторов из водорослей, встроенных в разлагаемую капсулу». Научная робототехника . 7 (70): eabo4160. doi : 10.1126/scirobotics.abo4160. ISSN  2470-9476. ПМЦ 9884493 . PMID  36170380. S2CID  252598190. 
  50. ^ Шмидт, Кристин К.; Медина-Санчес, Мариана; Эдмондсон, Ричард Дж.; Шмидт, Оливер Г. (5 ноября 2020 г.). «Инженерные микророботы для таргетной терапии рака с медицинской точки зрения». Nature Communications . 11 (1): 5618. Bibcode : 2020NatCo..11.5618S. doi : 10.1038/s41467-020-19322-7 . ISSN  2041-1723. PMC 7645678. PMID 33154372  . 
  51. ^ Томпсон, Джоанна. «Эти крошечные магнитные роботы могут проникать в опухоли — и, возможно, уничтожать рак». Inverse . Получено 21 ноября 2022 г. .
  52. ^ Gwisai, T.; Mirkhani, N.; Christiansen, MG; Nguyen, TT; Ling, V.; Schuerle, S. (26 октября 2022 г.). «Живые микророботы с магнитным крутящим моментом для увеличения инфильтрации опухолей». Science Robotics . 7 (71): eabo0665. bioRxiv 10.1101/2022.01.03.473989 . doi :10.1126/scirobotics.abo0665. ISSN  2470-9476. PMID  36288270. S2CID  253160428.